以獨立思考能力為核心的機械專業人才培養模式探索

華順明 王春鴿 張學昌 賈志欣

摘? 要：針對畢業生自信心不足問題，修訂培養方案，逐漸增加學生課外自主學習時間，盡量多地以案例、論文、報告等形式呈現學習成果，讓學生在文獻利用過程中反復訓練獨立思考能力，在整合大量信息的基礎上形成獨立的問題分析能力。針對實踐能力培養不足問題，以獨立學院機械專業本科生為研究及實施對象，提出以“4C×4P”為主線的全素質鏈培養模式，通過學生知識結構的完善、實踐能力的提高、工程素養的形成，實現教育對人的價值。

關鍵詞：獨立思考;人才培養模式;工程實踐能力

中圖分類號：C961? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）19-0165-04

Abstract： To improve self-confidence of graduates， the training program is revised to increase the out-of-class autonomous learning time. College students should present the learning results by cases， papers， reports， etc. as much as possible， as to repeatedly train their independent mind in the process of literature utilization， and form their independent problem analysis ability on the basis of integrating a large amount of information. Aiming at the problem of insufficient practical ability training， the undergraduates of mechanical major in independent college are discussed as the research and implementation object， a whole-chain training mode with "4C × 4P" is put forward. The education value on human soul is realized through the improvement of students' knowledge structure， development of practical ability and formation of engineering literacy.

Keywords： independent thinking; talent cultivation mode; practical ability

引言

愛因斯坦把獨立思考能力稱作人的內在自由，并且認為教育的目的就在于培育這種內在自由，而不在于灌輸特定的知識，擁有獨立思考能力的人對一切知識處于支配的地位。因此，高等教育首先是培養學生對知識的興趣，其次是培養學生自主學習的能力，“把人身上的那些最寶貴的價值通過教育實現出來”[1]，并最終外化為創新能力、實踐能力。

2018年6月，教育部召開了新時代全國高等學校本科教育工作會議，強調高等教育要“以本為本，四個回歸”， 激發學生的學習動力和專業志趣，引導學生求真學問、練真本領，改變輕輕松松就能畢業的局面，真正把內涵建設、質量提升體現在每一個學生的學習成果上，“把人才培養的質量和效果作為檢驗一切工作的根本標準”[2]。2016年浙江大學寧波理工學院（后文簡稱我校）被批準為“浙江省應用型建設試點示范學校”，2019年1月，學校按照教育部“新時代高教40條”和“六卓越——拔尖”計劃2.0要求，制定了高水平本科教育行動計劃（2019-2021），加快推進建設高水平本科教育、全面提高人才培養能力。

一、現狀分析

目前，各類高校由于地域、生源等差異化因素的影響，在經費投入、平臺建設和師資隊伍等方面有較大差異。其中，獨立學院學生在工程實踐能力、創新思維能力培養等方面面臨一系列問題。

（一）培養方案定位模糊，創新能力相對薄弱

創新能力體現在系統性思維、創造性思維和實踐能力三方面，源自獨立思考意識、自信心和學習熱情。獨院各專業培養方案的制訂，一般是依據母校同專業方案，并參考同類院校方案完成。而一般母校研究型大學的定位與獨立學院應用型定位存在差異，加之傳統觀念認為技能教育是高職高專類院校的任務，導致獨立院校“上不著天、下不著地”。培養方案的先天不足，使得人才培養過程對“知識-素質-能力”體系難以準確對標，學生畢業時專業知識依然碎片化、人文素質培養不全面，又缺少鋒從磨礪的修分過程，使畢業生對自我能力缺乏自信，創新動能不足。

（二）教學方法差異不大，實踐教學難以為繼

目前，工科院校以學生為中心的教學方法仍處于探索完善階段，教師主導課堂仍是主流。教學經驗表明，獨院學生在“所學即所得”的偏實踐性環節中，體現出的探究意識、創新思維最強，團隊協作和有效表達能力也較好。而工科高校教師多為傳統模式下培養的博士，思維活躍科研素質好，但大都缺少生產一線的經歷，入職后又缺少必要的實踐能力培養環節，導致“理論強、實踐弱”的惡性循環，使得實踐性教學難以為繼。

（三）平臺建設力度不夠，產教融合尚在路上

稔熟方能生巧，能力培養需要平臺支撐，不同知識內容更需要不同性質、層次的實踐平臺協作培養。獨立學院由于經費原因，實驗室僅能滿足課程內需求，專業基礎性的實驗多為驗證性質，與企業所需的工程實踐能力相去甚遠;專業性實踐平臺建設，則需要企業及政府的支持。相對而言，國企履行社會職責較好，生產實習內容及效果尚可;但對于私企，生產效益與社會責任有明顯沖突，企業并不愿意擔責。而目前，除少量協助專業教師承擔企業委托項目的學生外，大部分本科生唯一近距離接觸生產現場的機會只有生產實習，且為參觀性質。

因此，探索一種“因材施教、因地施教”的應用型機械專業人才培養模式尤為必要[3-5]。

二、人才培養模式改革內容

我校機械專業結合區域經濟對人才能力的需求，經過多次修訂和優化人才培養方案，梳理了課程內、課程間的邏輯關系，構建了以制圖、設計、計算機、制造為4種核心能力（4Capablity，簡稱4C），以課程、專業、科技、產業4類實踐（4Practice，簡稱4P）為支撐平臺的培養體系，使畢業生既具有專業領域的橫向知識寬度，又具備通過縱向“跨界”獲得的工程實踐經驗，建設成果獲2016年度浙江省教學成果一等獎。

以此為基礎，提出以培養獨立思考能力為導向，將4C能力培養與4P平臺建設進一步融合交叉，探索一種以“4C×4P”為主線的貫穿基礎理論、專業知識、工程素養、實踐技能、科學思維、創新能力的全素質鏈人才培養模式，最終實現本專業畢業生進入企業后，來則能用（自信）、用則能勝（勝任）。重點改革以下兩方面內容。

（一）以“4C×4P”實現人才全素質鏈培養

作者認為，如以“樹木”喻“樹人”，則知識是根，素質是陽光土壤和水，能力是枝干葉而外化于世。人才培養最終可見的是素質和能力，最理想的結果是能適應各種環境且主干挺拔、枝繁葉茂。因此，“4C×4P”人才培養模式以四種核心能力為切入點，打破課程實踐元素的界限，不斷優化專業人才培養方案，賦予學生在課程、專業和職業發展方向的思考權和選擇權，宏觀上為學生的個性化培養提供體系保障。在機械畢業生眾多專業能力之中，4C能力提綱挈領，既強調工程分析能力，又體現實踐能力，是人才培養的抓手;4P實踐平臺在能力培養上呈漸進性提高，最終實現與企業能力要求的無縫對接[6]。

（二）創建有學術研究特點的立體教學體系

培養方案為綱，課程教學為目，綱舉目張，執本末從。“4C×4P”培養模式下，將4C知識結構與教學內容設計、教學方法設計、教學過程設計、實踐環節訓練、教學結果評價組合成統一的整體，構建教材建設立體化、教學方法多元化、實踐平臺信息化和教學評價網絡化的“四化”耦合的多維課程教學體系，使課程“鮮活”起來，使教學思維從傳統砌磚式教學（一磚一瓦、聚沙成塔）轉向現代建筑式教學（課堂澆筑框架、課外添磚加瓦）。立體教學體系可以有效地激發學生學習熱情，培養自主學習精神和創新意識，增強自信心和職業適應性;同時，倒逼教師改變教學方法，不斷學習跟蹤最新技術，持續調整教學內容，推陳出新。

三、實施方案和關鍵問題

機械專業人才培養模式改革的實施從修訂培養方案入手，滲透教學模式與評價方法改革、實踐能力平臺建設、科研與教學互動、教師能力建設等方面。

（一）4C體系夯實理論基礎以提升工程分析能力

全方位改革課程體系，構建泛4C能力課程群模塊。制圖課程群旨在培養學生機械工程表達能力，涉課8門;計算機課程群培養數字化建模及計算機仿真能力，涉課6門;設計課程群培養學生解決復雜工程問題的能力，涉課6門;制造課程群培養學生機械制造及成本控制能力，涉課14門。

（二）4P體系拓展實訓內容以提升工程實踐能力

4P實踐體系由課程、專業、科技、產業四個層面組成，其功能呈漸進式上升趨勢，其體系逐漸由封閉轉為開放，在各層面反復。

1. 課程實踐注重整合各課程相關實踐元素，將課程內碎片化元素按邏輯整合為機械工程綜合實驗Ⅰ～Ⅳ，單獨設課，并不斷擴充專業特色課程（如自動裝配技術、MES、ERP等）內容，培養學生的基礎實踐能力。教學過程鼓勵獨立思考，激發學生提供不同的實現思路，設計不同的實驗方案，激發學生創新熱情。

比如CAM課程的單線刻劃教學單元，布置任務為開放式，每人雕刻自己姓名首字母，材料、深度、大小、字形均不做要求，自由設計和實施，評價依據為美觀度、完成度和時效性，同時作業素材保留至旋轉、縮放、鏡像加工時做進一步練習。

2. 專業實踐挖掘寧波市智能裝備特色學院資源和寧波國際會展中心舉辦的各種展會資源，以及學生工程訓練作品、學科競賽作品等素材，整合本專業和相關專業的校內外實踐元素，拓展學生的專業視角，強化專業素質，引導和鼓勵學生參加各級各類學科競賽。

3. 科技實踐凝練科研元素，依托校企聯合實驗室、海洋養殖與裝備服務中心以及專業教師的科研實驗室，使科研項目進課堂、企業案例進校園，鍛煉學生工程實戰能力。

4. 產業實踐挖掘寧波市模具協會、鑄造協會等資源促進產教融合，拓展一批規上企業的實踐基地，嘗試設立校企聯培的特色班級等，著力畢業生能力的校企對接。

（三）“四化”耦合教學以提升獨立思考能力

針對工程圖學、模具設計、數控編程、包裝機械等核心課程，以引導獨立思考為目標，構建教材建設立體化、教學方法多元化、教學實踐虛實化和教學評價信息化的“四化”耦合多維教學模式，重點將探究性、項目案例式等教學方法貫穿始終。立體化教材和虛實化實踐可以使課堂“鮮活”起來，教學評價信息化則實現教學質量的持續改進與提升，從而促進4C與4P在課程層面的深度融合，使學生逐漸成長為具有批判性思維和有效語言交流技巧的、充滿理性和智慧的人。

（四）“4C×4P”交融以提升人才培養質量

將4C能力與4P平臺的有機融合歸納為“專業知識橫向交叉、實踐能力縱向遞進”的雙螺旋體系，形成“4C×4P”的人才培養主線：作為時間主線由大一延伸至大四， 4C能力全程不斷線培養;內容主線覆蓋基礎理論、設計訓練、實習實訓、模具技術、液壓氣動、機電控制等知識模塊，滿足區域經濟對學生教育產出的要求;內涵主線貫穿問題分析、工程素養、實踐技能、科學思維、創新能力等全素質鏈培養，以多維耦合的教學方法實現之，契合人才的個性化發展。

人才培養模式改革的核心，是有效激發學生作為獨立個體的思辨能力、創造能力，引導學生求真務實，具備解決復雜工程問題的能力。為此，著力點在于解決好以下關鍵問題。

1. 以實踐出真知

按工程教育專業認證要求，重構“4C×4P”培養體系，深化內涵。培養方案以4C能力為總目標，設置基礎理論、設計訓練、素質拓展、專業方向等模塊，各知識模塊在時間維度上順次交替，實踐維度上相互交叉。即通過專業知識橫向交叉、實踐能力縱向遞進、教學方法多維耦合的全鏈式培養，以課程實踐鑄基礎、專業實踐強能力、科技實踐練實戰、產業實踐重對接，引導學生求真學問、練真本領，達成畢業要求。

以學生制造技能為例，分為兩個層級培養：第一級是熟悉常用加工裝備原理、操作及加工工藝、懂得簡單的機床維護、能夠進行手工或自動編程;第二級是熟悉數控裝備機械結構及數控系統軟硬件知識的中級人才，要掌握復雜模具的設計和制造知識，能夠熟練應用UG、PRO/E等CAD/CAM軟件，同時有扎實的專業理論知識、較高的英語水平并積累了較多實踐經驗。培養方案要求一級能力全員覆蓋，在課程和專業實踐平臺層面達成訓練要求，重點與設計、英語能力交叉;二級能力對標高端裝備制造人才培養，上升至科技、產業平臺訓練，滲透到國創項目（咖啡拉花裝置、水果采摘器等）、課程設計以及畢業設計（逆向工程+3D打印+五軸加工+MES），與模具設計、計算機、英語能力全面交叉，達到畢業要求的能力水平。

2. 源自課外的創造力

改革教學方法，以探究和獨立思考為導向，滲透全部教學環節，著力解決“如何營造獨立思考的機會和空間，使學生逐漸成長為充滿理性和智慧的人”的問題。逐步以大量文獻閱讀作為課后作業的基礎[7]，將基本知識結構與教學內容設計、教學方法設計、教學過程設計、實踐環節訓練、教學結果評價組合成統一的整體，構建具有學術研究活動特點的立體課程教學體系，系統性訓練學生查閱整理資料、撰寫論文專利、協作討論、有效表達等能力，達成課程目標要求。

以數控課程為例，《數控技術基礎》（機電選修）和《數控加工工藝與編程》（機制模塊必修）兩門課，要求每屆學生上網查找了解當前最先進數控加工技術，包括國外主要機床廠商歷史及最新機床的加工能力情況、專業刀具廠商的刀具樣本（詳細了解刀具結構、發展史、選型、加工能力等）、數控機床結構的圖片及視頻資源、數控技術的最新進展和未來發展趨勢等，用于課堂討論和資源庫的擴充。專業單獨建立了刀具資源庫、專用夾具資源庫、加工視頻資源庫等用于輔助教學，在庫素材為歷屆學生課外收集，并指定表現優秀學生對全部素材進行整理，逐年擴充。

3. 產教融合助力人才培養

在國家提倡的產教融合大環境下，以培育戰略新興產業和改造傳統產業為重點，通過高校與高校、科研院所，特別是與吉利汽車、海天集團、奧克斯空調等大型骨干企業的強強聯合，建立諸如面向寧波市高端智能裝備行業產業的協同創新中心等，為智能裝備產業發展提供核心共性技術和培養高端技術人才。同時，充分利用浙江省智能裝備產教融合創新示范基地等平臺，建設多學科交叉的拓展課程體系，打造交融互動的創新創業人才培養機制。聘請企業技術人員上講臺傳授工程經驗，使學生了解從事專業技術崗位所需的基本能力，輔以專業視頻資源庫和開放課程資源，引導學生形成獨立的整合信息、分析問題能力。

目前，專業已經建立了機械加工、機械裝配兩個視頻資源庫，用于機械制造技術、模具技術、數控技術等課程教學。加工庫分類建立了車鉆鏜銑、齒形、沖壓、鍛造、磨削、注塑、鑄造、3D打印、焊接、板材切割等視頻庫，學生可直觀了解各種加工成形方式并開展課外學習，內容涉及連桿、曲軸、箱體、特大型鍛件等典型零件加工，以及常用的板材激光切割、水射流加工、3D打印等成形方法。裝配庫涵蓋汽車發動機、摩托車、變速器等典型機械部件裝配過程視頻資源，以及保溫壺、汽車輪轂、薄壁瓶、軸承滾珠等產品的生產過程，涵蓋范圍廣。

四、結束語

針對畢業生自信心不足、實踐能力不強等問題，提出以課程目標和畢業要求的“雙達成度”作為衡量改革效果的試金石，走“點面結合”途徑探索人才全素質鏈培養模式：“點”即強化每門課程、每個知識點的探究式教學，引導學生獨立思考，以外延任務進行過程考核;“面”即深化多種能力在各級平臺上的反復錘煉，按畢業要求衡量學習成果，將“4C×4P”的雙螺旋體系扎穩做實，成為機械人才的內涵基因。

參考文獻：

[1]周國平：怎樣的教育才是合格的教育？微信公眾號：中國三十人論壇，摘自《周國平論教育》[M].華東師范大學出版社，2009.

[2]陳寶生.堅持以本為本、推進四個回歸，建設中國特色、世界水平的一流本科教育——在新時代全國高等學校本科教育工作會議上的講話[R].2018.

[3]暢肇沁.牛津大學導師制下學生學習模式探索及啟示[J].中國高教研究，2018（10）：63-67.

[4]袁景蒂，徐東波.大學教師素質對學生獨立思考能力的影響——基于一所省屬高校的調查[J].上海教育評估研究，2017，6（06）：67-72.

[5]程曉農，楊娟，袁志鐘，等.以“產教融合”為內涵的“全素質鏈”人才培養模式探索與實踐[J].中國高等教育，2018（Z1）：63-65.

[6]徐雨森，陳蘊琦.企業大學的功能體系及其演進過程研究——海爾大學和華為大學的縱向案例分析[J].科學學與科學技術管理，2018，39（02）：95-103.

[7]楊軍，張煒，高凱，等.來源于課堂外的創造力——加拿大維多利亞大學的本科教學觀感[J].大學教育，2015（08）：34-35.